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Tema 1. Biología molecular7.1 Estructura del ADN y el ARNDP/PAU

Idea Fundamental: La estructuradel ADN permite un almacenamientoeficiente de la información genética.

Germán Tenorio

Biología NS-Diploma BI

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/veterinaria/2003897/index.html

ProgramaciónDP/PAU

27. El alumnado debe ser capaz de definir los ácidos

nucleicos y destacar su importancia.

28. Se sugiere que el alumnado conozca la composición y

estructura general de los nucleótidos.

29. El alumnado tiene que reconocer la fórmula del ATP.

30. El alumnado debe ser capaz de reconocer a los

nucleótidos como moléculas de gran versatilidad funcional y

describir las funciones más importantes: estructural,

energética y coenzimática.

31. Se sugiere que el alumnado pueda describir el enlace

fosfodiéster como característico de los polinucleótidos.

32. El alumnado debe poder diferenciar y analizar los

diferentes tipos de ácidos nucleicos de acuerdo con su

composición, estructura, localización y función.

NATURALEZA CIENCIAS: Uso de modelos como

representación del mundo realDP

◼ Al igual que los arquitectos usan maquetas para mostrar cual sería elresultado final de una futura construcción, los científicos usan modelosmoleculares tridimensionales, con objeto de predecir la estructura real deuna molécula.

◼ Los modelos científicos no son siempre tridimensionales (modelo de laestructura del ADN) y no siempre proponen estructuras (modelo atómicode Rutherford), sino que también pueden ser conceptos teóricos y puedenrepresentar sistemas (modelo geocéntrico de Ptolomeo) o procesos.

IMAGEN: http://demiguelasanti.blogspot.com.es/

IMAGEN: lasteorias.weebly.com

Video1

NATURALEZA CIENCIAS: Uso de modelos como

representación del mundo realDP

◼ Sin embargo, la característica común de todos los modelos, es que sonpropuestos para ser comprobados, por lo que los modelos científicos sonfrecuentemente rechazados y remplazados por otros (cambian con eltiempo).

◼ El uso de modelos jugó unpapel crítico en eldescubrimiento de la estructuradel ADN, dado que Watson yCrick usaron la elaboraciónde modelos para descubrirla estructura del ADN.

IMAGEN: http://www.madrimasd.org

◼ ACTIVIDAD: Lee elartículo queWatson y Crickpublicaron en 1953en la revista Nature.

Ácidos nucleicosDP/PAU

◼ Concepto: Biopolímeros no ramificadosformados por la unión de subunidades omonómeros denominados nucleótidos.

◼ Importancia biológica: Contienen lainformación genética, es decir, informacióncodificada que permite a los organismosdisponer de todo lo necesario paradesarrollar sus ciclos biológicos, y no sóloportando el mensaje (genes), sino tambiéncon las instrucciones precisas para su lectura.

Los ácidos nucleicos dirigen y controlan lasíntesis de proteínas, proporcionando lainformación que determinan su especificidady características biológicas.

◼ Existen dos tipos de ácidos nucleicos, elácido desoxirribonucleico (ADN) y elácido ribonucleico (ARN).

NucleótidosDP/PAU

◼ Unidades básicas (monómeros) que forman a los ácidos nucleicos, esdecir, los ácidos nucleicos ADN y ARN son polímeros denucleótidos.

◼ Ellos mismos son moléculas complejas que resultan de la combinaciónde:

- Una molécula de ácido fosfórico en forma de grupo fosfato (enalgunos nucleótidos puede haber más de un grupo fosfato) con cargasnegativas.

- Un azúcar (pentosa).

- Una base nitrogenada.

IMAGEN: Biología 2ªBachillerato Ed. SM

Estructura de los nucleótidosDP/PAU

◼ Se denomina nucleósido a la molécula resultante de la unión medianteenlace covalente N-glucosídico entre la pentosa (C1) y la basenitrogenada.

◼ La unión del fosfato,mediante enlace covalentefosfodiéster, a la pentosa(C5) del nucleósido originael nucleótido.


Estructura de los nucleótidos: PentosaDP/PAU

◼ La pentosa es siempre una aldopentosa, pudiendo ser de dos tipos:

+ beta-D-ribofuranosa (ribosa), y en en este caso el nucleótido sedenomina ribonucleótido.

+ beta-D-desoxirribofuranosa (desoxirribosa), constituyente de losdesoxirribonucleótidos.

Estructura de los nucleótidos: Base nitrogenadaDP/PAU

◼ La base nitrogenada también puede ser de dos tipos:

- Púricas, derivadas de la purina (2 anillos en su estructura): Adenina(A) y Guanina (G).

- Pirimidínicas, derivadas de la pirimidina (1 anillo en su estructura):Citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U).


Estructura de los nucleótidos: NucleósidosPAU

◼ Los nucleósidos están formados por la unión de la pentosa y la basenitrogenada.

◼ Los ribonucleósidos están todos formados por la pentosa ribosa y labase nitrogenada Adenina, Guanina, Citosina o Uracilo, denominándoseadenosina, guanosina, citidina y uridina, respectivamente.

◼ Los desoxirribonucleósidos están todos formados por la pentosa ribosay la base nitrogenada Adenina, Guanina, Citosina o Timina,denominándose desoxiadenosina, desoxiguanosina, desoxicitidina ydesoxitimidina, respectivamente.


Estructura de los nucleótidosDP/PAU

◼ Los nucleótidos formados con la ribosa se llaman ribonucleótidos y subase nitrogenada puede ser Adenina, Guanina, Citosina o Uracilo,denominándose adenosina-5’-monofosfato (AMP), guanosina-5’-monofosfato (GMP), citidina-5’-monofosfato (CMP) y uridina-5’-monofosfato (UMP), respectivamente.

◼ Los nucleótidos formados con la desoxirribosa se llamandesoxirribonucleótidos y su base nitrogenada puede ser Adenina,Guanina, Citosina o Timina, denominándose desoxiadenosina-5’-monofosfato (dAMP), desoxiguanosina-5’-monofosfato (dGMP),desoxicitidina-5’-monofosfato (dCMP) y desoxitimidina-5’-monofosfato(dTMP), respectivamente.


HABILIDAD: Diagrama estructura nucleótidosDP/PAU

C2’

C5’

C4’

C3’

C1’Enlace covalente

fosfodiéster Enlace covalente N-glucosídico

OH OH/H

Fosfato Base nitrogenada

(púrica/pirimidínica)

β-D-pentosa

(ribosa/desoxirribosa)P

AzúcarBase

Representación simplificada de un nucleótido

◼ Dibujo de diagramas simples de la estructurade nucleótidos individuales de ADN y ARNusando círculos, pentágonos y rectángulospara representar fosfatos, pentosas y bases.

Funciones de los nucleótidosDP/PAU

◼ Los nucleótidos son moléculas de gran versatilidad funcional:

1. Función estructural. Son lasmoléculas constituyentes de losácidos nucleicos (ADN y ARN), y portanto responsables de la particularestructura de dichas moléculas.

Web1

IMAGEN: mhhe.comIMAGEN: Sophia.org

Funciones de los nucleótidosDP/PAU

2. Función energética. Hay muchas reacciones químicas propias de los seresvivos que tienen como finalidad la producción de energía (respiración celular).Algunos nucleótidos con más de un grupo fosfato son capaces de acumularesta energía liberada, de manera que pueda ser utilizada con posterioridad enla cantidad y el momento precisos (intermediario energético).

Adenosín difosfato

El ATP es considerada la monedaenergética de los seres vivos, ya que elenlace originado para unir el tercer fosfatoes altamente energético (7kcal/mol).

CATABOLISMO

ANABOLISMO

Adenosín trifosfato

(adenosina 5’-trifosfato)


Funciones de los nucleótidosPAU

3. Función coenzimática. Ciertos dinucleótidos intervienen comocoenzimas (parte no proteica de un holoenzima) en algunas reacciones redoximportantes: NAD+, derivado de la vitamina nicotinamida; NADP+, que escomo el anterior pero con un fosfato más; FAD, que deriva de la vitamina B2o rivoflavina.


Funciones de los nucleótidosPAU

4. Mensajeros químicos intracelulares. El AMPc (adenosín monofosfato cíclico) oel GMPc, son nucleótidos donde el fosfato unido a la ribosa en el carbono 5’establece, con otro de sus OH, un segundo enlace éster en posición 3’. El AMPcdesempeña un papel clave en el desencadenamiento de las respuestas de la célulaante las informaciones que recibe del exterior.

La unión de moléculasmensajeras, como hormonaso neurotransmisores, aciertos receptores específicosde la membrana plasmáticaprovocan la activación delenzima adenilato-ciclasa,que cataliza la formación deAMPc a partir de ATP.

Este AMPc actúa comomediador entre lainformación externa yla respuesta final, porlo que se le denominasegundo mensajero.

Web2


Unión entre nucleótidos: Enlace fosfodiésterDP/PAU

◼ Los nucleótidos pueden unirse mediante un enlace covalente ésterfosfórico (fosfodiéster), entre el grupo fosfato situado en posición 5’ deun nucleótido y el grupo OH que se encuentra en el carbono 3’ del otronucleótido.

◼ Se trata de una reacción de condensación, en la que se libera unamolécula de agua. La hidrólisis del dinucleótido libera los dosmononucleótidos.


◼ Se pueden unir más nucleótidos, formándose trinucleótidos, etc. La uniónde muchos de ellos forman largas cadenas denominadas ácidos nucleicos(polinucleótidos).

◼ Los ácidos nucleicos ADN y ARN sonpolímeros de nuclótidos. Si los nucleótidosque se unen son ribonucleótidos, se llamaácido ribonucleico (ARN), y si sondesoxirribonucleótidos se llama ácidodesoxirribonucleico (ADN).

◼ En todos los polinucleótidos existe unextremo, denominado 3’, con una pentosacon el grupo OH del carbono 3’ libre, y otroextremo, denominado 5’, con una pentosacuyo grupo fosfato del carbono 5’ seencuentra libre.

5’ ACGT 3’

Unión entre nucleótidos: Enlace fosfodiésterDP/PAU


Ácido desoxirribonucleico (ADN)DP/PAU

◼ Está constituído por macromoléculas lineales formadas por lapolimerización de desoxirribonucleótidos-5’ monofosfato de adenina(A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). No existendesoxirribonucleótidos de uracilo en el ADN.

◼ En medio acuoso, los largosfilamentos de ADN adoptan unaestructura tridimensional quepresenta estructuras primaria ysecundaria.

◼ No obstante, cuando el ADN seasocia a determinadas proteínaspara su empaquetamiento,puede alcanzar niveles de grancomplejidad, que se podríanconsiderar estructura terciaria.

Web3IMAGEN: the-scorpion-and-the-frog.blogspot.com

Estructura primaria del ADNDP/PAU

◼ Consiste en la formación de largas cadenas de polinucleótidos por la uniónde desoxirribonucleótidos-5’ monofosfato mediante enlace fosfodiéster.

◼ Por tanto, la estructura primaria del ADN es la secuencia de losnucleótidos que lo forman.

◼ La secuencia en que aparecen los cuatro tipos de bases de las moléculas deADN determina las características biológicas de la célula o del individuoque la contiene.

◼ En esta secuenciareside la informaciónnecesaria para lasíntesis de proteínas.

Estructura secundaria del ADNDP/PAU

◼ Existen dos formas de ADN denominadas A y B. La forma A aparece pordeshidratación de la forma B, que es biológicamente más importante.

◼ Su estructura secundaria fue propuesta por Watson y Crick en 1953, yconsite en una doble hélice de ADN dextrógira (ADN-B) formada pordos cadenas de nucleótidos (unidos por enlaces covalentes) enfrentadas yunidas mediante enlaces de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.Esta estructura tiene las siguientes características:

Web3

IMAGEN: http://all-len-all.com


1. Las dos cadenas polinucleotídicas son antiparalelascon direcciones opuestas. Una presenta la dirección 5’-3’ y la otra cadena la dirección 3’-5’.

2. Su configuración más establees la de una doble hélice cuyoarmazón es el esqueleto depolidesoxirribosa-fosfato con lasbases nitrogenadas hacia elinterior estableciendo enlaces dehidrógeno entre ellas paramantener la estructura.

Extremo 3’

Extremo 5’

IMAGEN: legacy.hopkinsville.kctcs.edu


3. Las secuencias de bases de ambas cadenas son complementarias, puesexiste una correspondencia entre las bases de ambas cadenas, de forma quela A solo forma enlaces de hidrógeno con la T (y viceversa) y la G frente a laC (y viceversa).



4. El enrollamiento entre las dos hebrasde la doble hélice es dextrógiro (existeuna tercera forma de ADN denominadaZ que es levógira) y de tipoplectonémico, como si estuvierantrenzadas y no se pueden separar sindesenrrollarlas.

5. La anchura de la hélice es de 2 nm,la longitud de cada vuelta completa esde 3.4 nm y cada 0.34 nm se encuentrauna pareja de bases complementaria,por lo que cada vuelta existen 10 paresde nucleótidos (La forma A tiene 11pares por vuelta).

6. Los planos de las bases nitrogenadasenfrentadas son paralelos entre sí yperpendiculares al eje de la hélice.

Animación1


HABILIDAD: Diagrama estructura del ADNDP/PAU

◼ Dibuje un diagrama rotulado para mostrar cuatro nucleótidos de ADN,cada uno con una base nitrogenada diferente, unidos en dos cadenas.

P

GUANINA

p

TIMINA

H

H

5’

3’

Enlace covalente

fosfodiéster

Fosfato

Base nitrogenada

β-D-desoxirribosaP

ADENINA

P

CITOSINA

H

H3’

5’

Enlaces de hidrógeno

IMAGEN: mind42.com


◼ Ley de equivalencia de bases de Chargaff: número de bases púricases igual al de bases pirimidínicas. A+G = C+T A:T = G:C = 1

Video1

APLICACIÓN: Explicación de Watson y Crick de la

estructura del ADN mediante la elaboración de modelosDP

◼ El éxito de Watson y Crick en el descubrimiento de la estructura del ADNse basó en el uso de evidencias que les permitió desarrollar posiblesestructuras del ADN, comprobando su viabilidad mediante laconstrucción de modelos.

◼ Las evidencias en las que sebasaron fueron dos, la composiciónquímica del ADN y la imagenmediante rayos X del ADN.

◼ Respecto a la composición delADN, Watson y Crick tuvieron quetener en cuenta para la elaboraciónde su modelo los descubrimientosde Chargaff en 1952, en los que elnúmero de bases púricas essiempre igual al de basespirimidínicas (Ley de Chargaff).

IMAGEN: es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Chargaff

APLICACIÓN: Explicación de Watson y Crick de la

estructura del ADN mediante la elaboración de modelosDP

◼ Y por otro lado, el análisis deimágenes de difracción de rayos Xsobre cristales de ADN obtenidas porlos Rosalind Franklin y MauriceWilkins estableció los patrones desimetría de la molécula, lo quepermitió desarrollar un modelo conuna estructura en forma de hélice conlas bases enfrentadas hacia el interior.

IMAGEN: es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Chargaff

IMAGEN: sciencemuseum.org.uk/images/I045/10313925.aspx

IMAGEN: http://www.bio1100.nicerweb.com/

◼ Si bien el descubrimiento del ADN se asocia a Watson y Crick, una figuraclave en el descubrimiento de dicha estructura fue Rosalind Franklin,que trabajaba en el King’s College de Londres estudiando la estructuradel ADN mediante difracción de rayos X.

◼ Franklin mejoró la resolución de lacámara, lo que permitió hacermedidas de patrones de difracción derayos X con un nivel de detalle nuncaantes realizado, además de obtenermuestras de ADN de alta calidad.

◼ Franklin no quiso publicar lasimágenes que obtuvo del ADNmediante difracción de rayos X, hastaque no tuviera más sólidasevidencias, y comenzó a calcular lasdimensiones de la hélice de ADN apartir del análisis de los patrones dedifracción.

IMAGEN: http://undsci.berkeley.edu/article/dna_01

NATURALEZA CIENCIAS: Realización atenta de observacionesDP

◼ Sin el permiso de Franklin, la mejor de las imágenes así como loscálculos asociados a ella, le fueron enseñados a Watson.

◼ Antes de que Franklin pudiera publicar susresultados, Watson y Crick los habían usado paraconstruir su modelo de la estructura del ADN, loque confirma que la difracción de rayos X deRosalind Franklin proporcionó pruebascruciales de que el ADN es una doble hélice.

◼ Está ampliamente aceptado que Rosalind Franklinera merecedora del Premio Nobel por suinvestigación, cosa que nunca ocurrió, dado quefalleció en 1958 y Watson y Crick lo obtuvieronen 1962.

◼ Lo que puede destacarse de su vida es que sibien a veces los descubrimientos científicos sedeben a la serendipia, los verdaderosfundamentos de la ciencia se basan en el uso detécnicas experimentales rigurosas y unaobservación diligente.


Video3

NATURALEZA CIENCIAS: Realización atenta de observacionesDP

Estructura del ADN y TdCDP

◼ Tres grupos de investigación, Watson y Crick en Cambridge, Franklin yWilkins en el King’s College de Londres y Linus Pauling en USA, intentabandelucidar la estructura del ADN.

◼ ¿En que grado es “anticientífica” una investigación llevada en secreto?¿Cuál es la relación entre el conocimiento compartido y elconocimiento personal en las ciencias naturales?

◼ La historia de la dilucidación de laestructura del ADN ilustra que lacooperación y la colaboraciónentre científicos coexiste con lacompetición entre grupos deinvestigación. ¿En qué medida el“descubrimiento” por parte deWatson y Crick de la estructuratridimensional del ADN dependió deluso de los datos generados porRosalind Franklin, que fueroncompartidos sin el conocimiento ni elconsentimiento de la científica?

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APLICACIÓN: Investigación de la estructura del ADN

mediante el uso de difracción con rayos XDP

◼ A esta dispersión se denomina difracción, y puede registrarse en unapelícula fotográfica, donde si la muestra tiene un ordenamiento repetidode átomos, permite dejar un patrón claro y nítido de puntos.

◼ Maurice Wilkins comenzó a investigar en 1950 la estructura del ADNen el King’s College de Londres mediante difracción de rayos X, unatécnica novedosa por aquel entonces, usada con moléculas cristalinas,las cuales poseen una estructura regular y repetitiva

◼ Cuando una fuente de rayos X es aplicada a unamuestra, la mayoría lo atraviesa, pero parte esdispersado en varias direcciones dependiendo dela localización de los átomos en la muestra.

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IMAGEN: www.xtal.iqfr.csic.es



◼ Rosalind Franklin se unió a Wilkins en su búsqueda de la estructura delADN en el King’s College de Londres, mejorando la técnica con unacámara de mayor resolución, lo que le permitió obtener mejoresimágenes.


◼ Diferentes estructuras presentan patrones característicos de difracciónde los rayos X (la imagen muestra el patrón de un cristal de blenda decinc), por lo que a partir de ellos puede reconstruirse la estructuratridimensional de la estructura que lo originó.

IMAGEN: https://flagellum.wordpress.com

◼ Los científicoscomparan el patrónde difracción derayos X arrojadospor un cristal paradeterminar ladispocisión de susátomos.

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◼ La más conocida de todas es la famosa imagen B 51, apartir de la que Franklin puedo deducir que:

- La cruz en el centro del patrón indicaba que lamolécula tenía una morfología helicoidal.

- El ángulo de la cruz mostraba la amplitud de la hélice.

- El giro completo de la hélice ocurre cada 3.4 nm.

IMAGEN: undsci.berkeley.edu

◼ La investigación de RosalindFranklin y Maurice Wilkins de laestructura del ADN mediante el usode difracción con rayos X tuvo unpeso importante a la hora de delucidarque el ADN es una doble hélice.

◼ Maurice Wilkins obtuvo el Premio Nobelen 1962 conjuntamente con Watson yCrick por el descubrimiento de laestructura del ADN.

IMAGEN: http://sandwalk.blogspot.com.esWeb6

Desnaturalización del ADNDP/PAU

◼ El plegamiento y la estabilidad de la doble hélice se consiguefundamentalmente por los numerosos enlaces de hidrógeno entrediferentes regiones de las largas cadenas polinucleotídicas.

◼ Sin embargo, hay otrasfuerzas que se oponeny desestabilizan laestructura, como lascargas negativas quese repelen entre losgrupos fosfatopróximos o la agitacióntérmica de lasmoléculas por efectode la temperatura.

IMAGEN: www.biogeo.iespedrojimenezmontoya.es


◼ Cuando la temperatura (también cambios de pH o elevadas concentracionessalinas) alcanza un determinado valor (punto de fusión del ADN), laagitación térmica de las moléculas es capaz de separar las dos hebras (alromper los enlaces de hidrógeno) y producir la desnaturalización del ADN.

◼ Este fenómeno esreversible siempreque no haya sidodrástico, es decir, sicalentamos el ADNligeramente porencima del punto defusión y lo dejamosenfriar lentamente yen reposo, es capaz derecuperar su estructurasecundaria inicial dedoble hélice(renaturalización).



◼ Este proceso se utiliza para estudiar el grado de semejanza evolutivo entredistintas especies o detectar enfermedades genéticas, ya que ambos sebasan en la hibridación de los mismos, además de constituir la base de laPCR.

Animación2


Estructura terciaria del ADNDP/PAU

◼ Consiste en el plegamiento de la molécula de ADN por dos razonesfundamentales:

1.- Las largas cadenas de ADN deben acoplarse en el reducido espaciodisponible en el interior de la célula ( 1m de ADN en un núcleo de 10 μm).

2.- La regulación de la actividad del ADN depende en gran medida delgrado de plegamiento que posea la molécula.

◼ En el núcleo celular el ADN siempre seencuentra combinado con las histonas,formando la cromatina. Se distinguendiferentes niveles de organización:nucleosoma y collar de perlas, fibra de 30nm, dominios estructurales y cromosoma.

◼ Este plegamiento seconsigue por su asociacióna las proteínas histonas.

◼ Los procariotas presentanADN desnudo, es decir,no asociado a histonas.

Clases de ADNDP/PAU

◼ No siempre el ADN se presenta de la misma forma en todos losorganismos. Se pueden distinguir cuatro clases de ADN:

1. Lineal monocatenario. Lo poseen algunosvirus, como el fago MS2.

2. Lineal bicatenario. Lo poseen algunos virus(fago T2 o T4) y el núcleo de células eucariotasasociado de proteínas. También alguna bacteria.

3. Circular monocatenario. Propio de algunosvirus como el Φ-X-174.

4. Circular bicatenario. Presente en casi todaslas bacterias, en ciertos virus (SV 40) y en lasmitocondrias y cloroplastos de células vegetales.


Localización del ADNDP/PAU

◼ El ADN se encuentra en:

1. El interior de la cápsida de los virus de ADN formando lanucleocápsida.

2. La región del nucleoide del citoplasma de las células procariotas,formando el cromosoma de las mismas.

3. En el citoplasma de algunas bacterias en forma de plásmidos.

4. En el núcleo, mitocondrias y cloroplastos de las células eucariotas.

http://www.biologia.edu.ar/bacterias/figbac/14_1.jpg

Función del ADNDP/PAU

◼ El ADN desempeña dos funciones de transcendental importancia para losseres vivos:

1. El ADN de los cromosomas es el material del que están formados losgenes y contiene la información necesaria que permite la síntesisde todas las proteínas de un organismo. Esta información genéticaheredara de los progenitores debe descodificarse para poder ser utilizadapor la célula, y este proceso se realiza en dos fases:

- Transcripción de la información genética contenida en un gen, pasandode ADN a ARN mensajero.

- Traducción del mensaje contenido en la secuencia de bases del ARNmcorrespondiente a un gen, a la secuencia de aminoácidos de la proteínaque codifica.

IMAGEN: maximo-blog-narutto2010.blogspot.com

Función del ADNDP/PAU

2. Replicación. Cada célula antes de dividirse hace una copia de susgenes para que cada célula hija contenga la misma dotación genética quela célula madre. Así se transmite la información genética de generaciónen generación.

IMAGEN: https://bio1151b.nicerweb.com


Ácido ribonucleico (ARN) DP/PAU

◼ Está constituído por macromoléculaslineales formadas por la polimerización deribonucleótidos-5’ monofosfato deadenina (A), guanina (G), citosina (C)y uracilo (U). No existen ribonucleótidosde timina en el ARN.

◼ Las características químicas que lodiferencian del ADN son:

1. Los nucleótidos del ARN poseen ribosacomo pentosa, lo que hace que los gruposOH en posición 2’ queden libres cuando seencadenan para formar el ARN. Estoorigina tensiones en la estructuraprimaria que hace que el ARN seaquímicamente menos estable que el ADN.

2. Está formado por un solo polímero denucleótidos (monocadaena) a diferenciadel ADN (bicatenario).

IMAGEN: https:biologiacampmorvedre.blogspot.com


3. El ARN en disolución acuosa se hidroliza con mayorfacilidad.

4. Las bases A, G y C son compartidas por los dos ácidosnucleicos, sin embargo, se diferencian en la cuarta base(Timina en el ADN y Uracilo en el ARN).

5. Existen determinados tipos de ARN que manifiestanactividad catalítica, es decir, se comportan comoenzimas. Se llaman ribozimas e intervienen en procesosrelacionados con la hidrólisis o ruptura de las cadenas deARN.

IMAGEN: Sophia.org


6. Las moléculas de ARN suelen tenerúnicamente estructura primaria. Sólo enalgunos casos forman estructurassecundarias (doble hélice) y terciarias.

7. Excepto en los reovirus (que poseenmoléculas de ARN bicatenario), el ARN esmonocatenario, aunque en ciertos casos(ARNt) puede formar estructura de doblehélice.

En todos los tipos de ARN la estructuraprimaria es similar a la del ADN, esdecir, queda definida por la secuencia denucleótidos (de bases) de la cadena.

Los tipos de ARN son mensajero(ARNm), transferente (ARNt) yribosómico (ARNr) principalmente,aunque también existen el ARN cebadory el ARN-U. IMAGEN: profesores.elo.utfsm.cl

HABILIDAD: Diagrama estructura del ARNDP/PAU

◼ Dibuje un diagrama rotulado para mostrar cuatro nucleótidos de ARN,cada uno con una base nitrogenada diferente.

P

ADENINA

P

CITOSINA

OH

3’

5’

Enlace covalente

fosfodiéster

Fosfato Base nitrogenada

β-D-ribosa

OH

P

GUANINA

P

URACILO

OH

OH

IMAGEN: mind42.com

Tipos de ARNDP/PAU

◼ Existen varios tipos de ARN:

1. ARNm, ARNr y ARNt implicados en la síntesis de proteínas.

2. ARN reguladores que regulan la expression de los genes, y puedenser ARN de interferencia o antisentido.

3. ARN con actividad catalítica, conocidos como ribozimas.

4. ARN mitocondrial propio y distintos al ARN del núcleo.

5. ARN cloroplastídico propio y distintos al ARN del núcleo.

6. Genoma de ARN de los virus de ARN.

7. ARN cebador, necesario para e comienzo de la replicación del ADN.

ARN mensajero (ARNm)DP/PAU

◼ Sus moléculas son largas cadenas de polinucleótidos de tamaño variable,que sólo presentan estructura primaria, por lo que tiene aspectofilamentoso. Su función es transportar la información desde el ADNpara que se sinteticen proteínas. Cada cadena de ARNm lleva lainformación necesaria para la síntesis de una proteína determinada.

◼ Se sintetiza en el núcleo durante elproceso de transcripción y pasa alcitoplasma, donde se asociará alos ribosomas, donde se lleva acabo el proceso de traducción.IMAGEN: Biología 2ªBachillerato Ed. SM

ARN mensajero (ARNm)PAU

◼ En procariotas, los ARNmposeen en el extremo 5’ ungrupo trifosfato, mientrasque en los eucariotas elmismo extremo 5’ presentaun capuchón de metil-guanosina unida al grupotrifosfato y en el extremo 3’una cola de poli-A.

◼ En eucariotas contienensecuencias de bases que sícodifican para la síntesis deproteínas (exones)intercaladas con otrassecuencias que no contienendicha información (intrones).Por tanto, dichos ARNm pasanpor un proceso de maduraciónantes de ser utilizados.

(policistrónico)

(monocistrónico)

ARN ribosómico (ARNr)DP/PAU

◼ Es el tipo de ARN más abundante (80% de todo el ARN de la célula).Son moléculas de diferentes tamaños, con estructura secundaria yterciaria en ciertas zonas de la molécula, cuya misión es formar partede las dos subunidades que forman los ribosomas, orgánulosencargados de leer los ARNm y fabricar proteínas.

80S 70S

◼ En la célula eucariota hay, atendiendo a su tamaño, 4 tipos de ARNr: 18 s,5.8 s, 28 s y 5 s. La síntesis de los tres primeros está dirigida por la ARNpolimerasa I y tiene lugar en el nucleolo, mientras que el ARNr 5s essintetizado en el nucleoplasma por la acción de la ARN polimerasa III.

IMAGEN: Biología

2ªBachillerato Ed. SM

ARN transferente (ARNt)DP/PAU

◼ Son pequeñas moléculas con algunas regiones de estructura secundaria, yaque contienen secuencias de bases complementarias que permiten elapareamiento y la fomación de doble hélice. La estructura terciaria quemanifiestan tiene forma de L (bumerán), que si se dispone en un solo plano,se denomina hoja de trébol.

◼ Se encargan de llevar los aminoácidos al ribosomadurante la síntesis proteica. Tiene 4 brazos. En uno deellos se une al aminoácido y en el opuesto está elanticodón, que se apareará con el codón del mensajero.


Diferencias entre ADN y ARNDP/PAU

ADN ARN

Composición Pentosa: DesoxirribosaBases: A, T, G y C

Pentosa: RibosaBases: A, U, G y C

Estructura Generalmente bicatenaria. Monocatenaria.

Longitud Largas cadenas de varios millones de nucleótidos.

Relativamente cortas cadenas de 100 a varios miles de nucleótidos.

Localización Eucariotas: Núcleo, interior de mitocondrias y cloroplastos.Procariotas: Citoplasma.

Eucariota: Núcleo y citoplasma.Procariota: Citoplasma.

Tipos ADN de copia única y ADN altamente repetitivo.

Varias formas funcionales: ARNm, ARNt y ARNr

Función Portar la información genética.

Intervenir en la síntesis de proteínas.

◼ El ADN difiere del ARN en el número de cadenas presentes, en lacomposición de las bases y en el tipo de pentosa.

Video5

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